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    Los diminutos códigos de barras iluminados identifican las moléculas por su centelleo

    Estos diminutos puntos de luz pueden parecer estrellas que brillan en el cielo. Pero en realidad son diferentes moléculas de ADN iluminado, parpadeando mientras se unen y se deshacen bajo un microscopio. Crédito:Shalin Shah, Universidad de Duke

    Una técnica de imágenes desarrollada en la Universidad de Duke podría hacer posible mirar dentro de las células y observar docenas de moléculas diferentes en acción a la vez, etiquetándolas con hebras cortas de ADN iluminado que parpadean con su propio ritmo único.

    "La idea es que todo tiene su propio latido, "dijo el primer autor Shalin Shah, un doctorado estudiante de ingeniería eléctrica e informática e informática en Duke. "A estas señales de tiempo las llamamos 'códigos de barras temporales'".

    Cuando se adjunta a células u otros objetos y se observa durante el tiempo suficiente, Estos códigos de barras podrían usarse para detectar y diferenciar cualquier cantidad de cosas a escala molecular, incluidas proteínas particulares escondidas entre las decenas de miles que el cuerpo humano necesita para funcionar y crecer.

    La técnica funciona mediante el uso de interacciones fugaces entre dos hebras complementarias de ADN cuando chocan en la solución. Una hebra está unida a una molécula que los investigadores quieren estudiar. El otro flota libremente y lleva un tinte fluorescente que se enciende cuando las dos hebras se emparejan y luego se oscurece una vez que se separan. Cuando se observa bajo un microscopio a lo largo del tiempo, la unión y la desvinculación crean un patrón de parpadeo distintivo que, descifrado, actúa como una huella digital.

    Las técnicas tradicionales distinguen moléculas utilizando tintes de diferentes colores, o usando un color pero diferentes secuencias de ADN e imágenes en pasos, lavándolos de un objetivo antes de pasar al siguiente.

    Shah y sus colegas dicen que pueden hacerlo mejor.

    Trabajando con el profesor de ciencias de la computación de Duke, John Reif, y el investigador postdoctoral Abhishek Dubey del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, El enfoque del equipo aumenta la cantidad de señales diferentes que es posible distinguir con un solo color de tinte. Pero en lugar de depender de múltiples secuencias de ADN como los métodos anteriores de un solo color, mantienen igual la secuencia de la hebra flotante y, en su lugar, modifican cosas como la longitud o el número de secuencias repetidas en la hebra unida a la molécula de interés. Esto les permite producir destellos con diferentes frecuencias, duraciones y brillo.

    En un artículo publicado en línea el 5 de abril en la revista Biología sintética ACS , Las simulaciones por computadora sugieren que, en teoría, es posible distinguir hasta 56 moléculas diferentes simultáneamente, cada uno parpadeando en el mismo color. Y si se utilizan varios colores de tinte, esa cifra aumenta a miles. Los investigadores dicen que su técnica también puede hacerlo a una fracción del costo de otros métodos, y sin desvanecerse bajo el resplandor del microscopio con el tiempo.

    En un artículo complementario publicado el 21 de marzo en la revista Nano letras , el equipo también probó su enfoque en el laboratorio. Shah y Reif diseñaron siete dispositivos de ADN diferentes, adjuntarlos a una superficie de vidrio, y las fotografió usando microscopía de fluorescencia. Con menos de una hora de datos, pudieron usar el comportamiento de parpadeo distintivo de cada dispositivo para distinguirlos.

    "Nuestro objetivo es desarrollar una solución económica y sencilla, pero método poderoso, "Dijo Shah." Las señales de intensidad temporal emitidas son distintas y pueden actuar como una huella digital ".


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